在地球不时演化的漫长历史过程中，有-些"特殊”时期，如古生代和中生代，大量的植物和动物死亡后，构成其身体的有机物质不时合成，与泥沙或碳酸质沉淀物等物质混合组成堆积层。
由于堆积物不时地堆积加厚，招致温度和压力.上升，随着这种过程的不时停止，堆积层变为堆积岩,进而构成堆积盆地，这就为石油的生成提供了根本的地质环境。
大多数地质学家以为石油像煤和自然气样，是古代有机物经过漫长的紧缩和加热后逐步构成的。
依照这个理论石油是由史前的海洋动物和藻类尸体变化构成的。(陆上的植物则普通构成煤。)经过漫长的地质年代这些有机物与淤泥混合,被埋在厚厚的堆积岩下。
在公开的高温和高压下它们逐步转化，首先构成腊状的油页岩，后来退化成液态和气态的碳氢化合物。由于这些碳氢化合物比左近的岩石轻,它们向上浸透到左近的岩层中，直到浸透到上面严密无法浸透的、自身则多空的岩层中。这样汇集到一同的石油构成油田。
经过钻井和泵取人们能够从油田中取得石油。地质学家将石油构成的温度范围称为“油窗”。温度太低石油无法构成，温度太高则会构成自然气。